窯口澆注料壽命影響因素及改進方法的探討

秦皇島靖躍耐火科技有限公司

很多年以來，國內(nèi)的各個水泥廠一直在沿用著傳統(tǒng)的澆注料施工方法施工窯口澆注料，雖然大家不斷在嘗試提高澆注料的質(zhì)量，但窯口澆注料的使用壽命一直不穩(wěn)定，無法滿足整個窯系統(tǒng)長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)的需要，成為制約提高窯運轉(zhuǎn)率的瓶頸。2002年國內(nèi)引進了西班牙瑞法塔公司的窯口專用澆注料，徹底解決了水泥窯窯口壽命短的問題，但進口產(chǎn)品的價格比較高，且采購周期長。秦皇島靖躍耐火科技有限公司是一家經(jīng)營中高端耐火材料的公司，其前身為秦皇島靖業(yè)耐火材料有限公司。自公司成立之初就一直研發(fā)能代替國外窯口澆注料的新材料，且該公司在耐材的施工方面有很豐富的經(jīng)驗，尤其在窯口澆注料的施工方面的理念有非常獨到的見解，經(jīng)過8年來對材料質(zhì)量和施工方法的不斷改善，不斷在大型窯線上進行試用，目前使用壽命基本能達到國外同類產(chǎn)品的水平，已經(jīng)在很多水泥窯線上得到了很好的驗證。希望能通過這篇文章和大家分享在提高窯口澆筑料使用壽命上所采取的措施和實際應(yīng)用的體會。 

一．窯口澆注料質(zhì)量對其使用壽命的影響

在水泥窯窯口的工況是水泥窯系統(tǒng)中條件最苛刻的部位之一，由于窯況的不斷變化，窯口的工況相當復(fù)雜，溫度波動也比較大，造成窯口部位的窯皮剝落比較頻繁，從而嚴重影響窯口澆注料的壽命。所以，水泥窯口的澆注料必須具備以下性能：

1、 比較高的耐火度：一般情況下，窯口熟料的溫度在1350度到1450度，由于窯口的窯皮頻繁脫落，為保證材料能安全使用，要求該部位的澆注料耐火度必須在1700度以上。

2、優(yōu)秀的抗熱震性能：窯口的溫度變化比較大，而且波動頻繁，所以要求窯口澆注料必須具有非常好的抗熱震性能，使其在窯口復(fù)雜的環(huán)境下不容易開裂脫落。

3、優(yōu)秀的耐化學(xué)侵蝕的性能：由于窯口的溫度比較高，熟料的液相量也比較高，熟料中的有害雜質(zhì)對窯口澆注料的侵蝕也比較厲害，所以要求窯口澆注料必須具有優(yōu)良的耐侵蝕性能，正常運轉(zhuǎn)情況下窯口澆注料上是有窯皮的，但由于窯口工況波動比較大，會造成窯口窯皮脫落頻繁，所以窯口澆注料的厚度損失越小其壽命會越長，這跟澆注料的耐侵蝕性能是分不開的。

4、優(yōu)秀的抗壓抗折強度：窯口澆注料的使用工況比較復(fù)雜。因為窯是運轉(zhuǎn)的，所以窯口澆注料在窯口的受力是不斷在變化的，因此，相對于其他部位更容易造成損壞。所以如果澆注料的抗壓抗折強度比較低，其使用壽命會大大縮短。 

二、施工對澆注料的影響：

在水泥窯系統(tǒng)中澆注料的壽命除了材料本身質(zhì)量的影響外，施工的影響也非常大。主要有以下幾個方面：

1、加水量的影響：一般情況下，生產(chǎn)廠家都會給出一個在實驗室環(huán)境下的加水量。但在實際施工過程中，由于受外界環(huán)境溫度和材料施工方水平的影響，很難把加水量控制到較佳狀態(tài)。如果加水量過少會造成振搗不實，澆注料內(nèi)部出現(xiàn)空洞，導(dǎo)致其壽命縮短。如果加水過量，會造成澆注料孔隙率增加，甚至出現(xiàn)離析的狀況，也會導(dǎo)致澆注料性能下降，壽命縮短。

2、錨固件的影響：由于窯口澆注料處在一個動態(tài)的使用環(huán)境下，所以對錨固件的要求更高。2-1、首先，由于窯口溫度比較高，要求窯口要使用耐溫更好的錨固件，也就是要求其材質(zhì)更好，因此建議使用耐溫更高的耐熱鋼（建議使用0Gr25Ni20材質(zhì)的不銹鋼），以防止由于錨固件氧化過快而損壞造成的澆注料脫落；

2-2、要求增大錨固件的焊點面積：任何部位的澆注料都需要靠錨固件將其牢牢固定在筒體上，如果錨固件的焊點強度不夠，不管澆注料的性能有多好都會出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，無法保證澆注料的使用壽命。因為窯口澆注料處在一個不斷變化的使用環(huán)境下，受力情況不斷在變化，因此對錨固件的焊點強度要求更高。同時由于錨固件焊點處在高溫環(huán)境下，焊點的氧化速度也相對較快，所以，錨固件的焊點的面積非常關(guān)鍵。

2-3、錨固件的布置：要提高窯口澆注料的壽命，必須保證窯口澆注料有非常完好的整體性，不出現(xiàn)大的裂紋和局部脫落的情況。因此必須保證錨固件排布合理，保證每塊澆注料都能有效地被錨固件牢牢抓住，即便出現(xiàn)裂紋也不容易脫落。

2-4、錨固件的直徑大小也對澆注料的壽命有很大影響。如果錨固件直徑比較粗，雖然其強度很高，但由于溫度變化會造成鋼材體積的較大變化，容易導(dǎo)致澆注料開裂，使其使用壽命縮短，因此需要選擇合適直徑的錨固件，既能保證其有足夠的強度有不會對澆注料的整體性造成大的影響。 

3、 施工方法的影響：為保證窯口澆注料的長壽命，我們必須盡可能減少加水量，從而減小澆注料的孔隙率，提高其抗折抗壓強度；但是如果減小加水量并采用傳統(tǒng)的施工方式，在澆筑過程中會非常容易出現(xiàn)空洞，導(dǎo)致其使用壽命縮短。針對以上情況，建議采用開放式的施工方式，從而能更好地控制澆注料的施工質(zhì)量（但需要澆注料具有相應(yīng)性能）。

4、澆注料施工完成后，在窯點火之前的烘烤也非常關(guān)鍵，尤其在寒冷的天氣下更為關(guān)鍵。當然窯點火后的升溫速度也會影響澆注料的使用壽命。如果不能控制窯的升溫速度，有可能導(dǎo)致窯口澆注料在脫水過程中出現(xiàn)爆裂或分層的現(xiàn)象，從而大大降低其使用壽命。 

三、窯的生產(chǎn)管理及工藝控制對窯口澆筑料壽命的影響：

   1、原燃材料質(zhì)量及其均化效果的影響：入窯原燃材料的成分波動會造成窯內(nèi)工藝參數(shù)的變化，如果原燃材料的成分波動大，會造成窯操作參數(shù)的劇烈變化，窯內(nèi)容易出現(xiàn)結(jié)圈，造成窯內(nèi)物料運動的變化，造成出窯熟料溫度的波動，導(dǎo)致入窯二次風(fēng)及入分解爐三次風(fēng)溫度的劇烈變化，從而導(dǎo)致窯口窯皮因為窯況波動而造成的頻繁長脫，造成窯口澆注料的壽命縮短。

  2、窯火嘴位置的影響：在窯運轉(zhuǎn)過程中，需要盡可能保證不要將火嘴拔出窯口過長，否則會造成窯口溫度過高，導(dǎo)致窯口端面和窯口工作面溫度過高造成的澆注料損壞。

  3、窯運轉(zhuǎn)率的影響：盡可能減少故障停窯次數(shù)，提高窯的運轉(zhuǎn)率。同時加強停窯后冷窯和升溫速度的控制，盡可能減少因溫度劇烈變化對窯口澆注料的損壞。

5、 嚴格控制窯的操作參數(shù)，防止出現(xiàn)因誤操作造成窯口出現(xiàn)液相熟料后對澆注料的損壞。 

四、設(shè)備原因?qū)ΩG口澆注料壽命的影響：

1、加強對窯托輪及輪帶的管理，定期檢查輪帶的滑移量及冷態(tài)下輪帶及墊鐵之間的間隙，控制其參數(shù)在較好的范圍之內(nèi)，以防止因窯筒體橢圓度過大而造成的窯口磚脫落，從而有效的減小因窯口磚壽命短對窯口澆注料壽命的影響。同時要重視窯口檔磚圈的焊接工作，保證其在一個換線上，并且垂直窯軸心線。

2、加強窯口冷卻風(fēng)的管理，實現(xiàn)對窯口筒體的有效冷卻，防止因窯口筒體溫度過高導(dǎo)致的窯口變形和窯口錨固件焊點氧化。

3、加強對窯口鐵的管理，防止因窯口鐵松動造成的澆注料脫落故障。

4、改變窯口鐵的形式，采用更容易安裝且安裝后不易松動，方便窯口澆注料施工的窯口鐵。 

五、目前秦皇島靖躍耐火科技窯口澆注料在大型水泥窯線上的使用情況：

窯口澆注料施工：施工厚度250mm.

窯口澆注料使用8個月后的情況：剩余平均厚度200mm.